近日，依托校区重点支持的海洋学科特色方向建设平台，化工海洋与生命学院“海洋生态安全与可持续发展”研究团队在相关领域取得重要研究进展。相关研究成果以“Herbicide Butafenacil and Its Transformation Products Significantly Influence Ecological Dynamics in Marine Environments”为题，发表在环境科学领域国际权威期刊Environmental Science & Technology。化工海洋与生命学院为论文第一完成单位，占敬敬教授、吴明火副教授为论文通讯作者，2023级硕士研究生刘硕为论文第一作者。

在现代农业生产中除草剂应用广泛，其药剂残留可经由地表径流等途径进入海洋，进而对海洋初级生产者浮游植物的生长与群落结构造成影响。然而目前对该类污染物进入海洋后其环境行为与生态后果的研究仍非常有限，缺乏系统全面的科学认知。针对这一科学问题，团队聚焦广泛使用的原卟啉原氧化酶（PPO）抑制剂类除草剂——氟丙嘧草酯（Butafenacil，BFA）系统开展相关研究，发现其对海洋浮游植物具有极高毒性，且其转化产物仍可持续影响海洋浮游植物群落结构与生态平衡。

该研究首次揭示BFA在低至约1 μg/L浓度下即可对海洋硅藻（Skeletonema costatum）和绿藻（Chlorella sp.）产生极高毒性作用；BFA暴露可显著增强Chlorella sp.竞争优势，触发微藻优势种群从其他藻类向Chlorella sp.的演替。采用固相萃取结合液相色谱-高分辨串联质谱的非靶向分析技术，研究团队在受BFA影响的海水溶液中鉴定出16种BFA转化产物（其中13种为新发现）。通过计算毒理预判结合制备液相色谱分离纯化、藻类毒性生物验证，研究证实多数转化产物保留与母体相当的生物毒性，部分产物（如TP‑298）毒性甚至高于母体化合物。结果证实BFA的主要转化产物仍对微藻保持高毒性，其中TP-298的毒性甚至超过母体化合物。该研究结果挑战了“三氟甲基断裂即解毒”的固有假设，阐明母体化合物降解后仍存在持久生态毒性的内在诱因，充分说明开展污染物转化产物生态风险评估的必要性。

该研究成果打破了PPO抑制剂类除草剂“高效低毒、降解即安全”的传统认知，首次将其转化产物的生态风险纳入科学评估框架。随着PPO抑制剂类除草剂在国内获得农药登记并逐步推广，本研究成果可为我国农药环境安全评价体系构建、海洋生态风险监管提供重要科学支撑，对维护近海生态系统稳定、保障海洋初级生产力与海洋碳汇功能具有重要的现实价值。

该研究得到国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项基金资助。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.6c10494

审核：王天舒